После первой неудачной, как казалось самому Паскалю, работы он не оставляет занятия геометрией. Помимо этой науки его особенно интересуют математика и физика. Помогая отцу в налоговой службе, юноша конструирует свою первую счетную машину для бухгалтерских вычислений. В 1645 году арифметическая машина была готова, за что в 1649 году Паскаль получил на свое изобретение королевскую привилегию, то есть патент. После смерти мыслителя над модернизацией этого аппарата работали многие ученые, в том числе и Г. Лейбниц, но никто из них не получил патента за усовершенствование изобретения Паскаля. Принципы, на которых построена его машина, до сих пор используются в современных устройствах.
В 23 года Паскаль обращается к изучению физики. Его особенно заинтересовали опыты, касающиеся пустоты. Ими занимался известный итальянский математик того времени Эванджелиста Торричелли. В 1646 году Блез Паскаль повторил его эксперимент с пустым пространством и открыл принцип работы барометра.
В том же году происходит одно из знаковых событий в биографии мыслителя – знакомство с трудом голландского богослова Корнелия Янсения «Преобразование внутреннего человека». Благодаря произведениям этого богослова в Голландии и Франции стал популярен янсенизм – религиозное течение в католической церкви, вставшее в оппозицию ее догматике и обрядности. Труд Янсения отцу Паскаля подарили врачи – члены общины янсенистов. Он был верующим человеком. Янсенисты часто посещали дом Паскалей и вели с ним беседы на религиозные темы.
Янсенизм набирал популярность во Франции среди образованных слоев населения. Работа основателя этого течения «Августин» оказала мощное влияние на религиозную жизнь страны. В своих взглядах Корнелий Янсений опирался на труды Августина Блаженного, в центре его внимания лежало понятие Божественной Благодати как центра всех человеческих устремлений. Но впоследствии это движение было подавлено католической церковью, а его сторонники обвинены в кальвинистской ереси.
Еще в Руане семья Паскалей познакомилась с общиной янсенистов, которую возглавлял священник из соседнего округа Рувиля – Жан Жильбер. Члены этой общины оказали сильное влияние на Этьена Паскаля. Его старшая дочь Жильберта, ставшая первым биографом своего брата, всю жизнь была ярой сторонницей этого течения. А младшая дочь Жаклина приняла постриг и стала монахиней в духовном центре янсенизма – женском монастыре Пор-Рояль-в-Полях близ Версаля. Это движение существенно повлияло на мировоззрение Блеза Паскаля. Позже в своем произведении «Письма к провинциалу» он выразит взгляды янсенистов.
Первоначально знакомство с ними и увлечение религиозными идеями не остановило научную деятельность Паскаля. В 1647 году он пишет «Новые опыты касательно пустоты в природе». В 1648 году выходит научный труд «Отчет о великом эксперименте равновесия жидкостей», где описываются законы гидравлики. Также в этот период Паскаль издает сочинения «О сущности чисел» и «Об арифметическом треугольнике».
В 1651 году умирает отец мыслителя. Паскаль создает рукописный вариант труда «Трактат о пустоте», но не завершает его. В этот период он пишет математические работы, касающиеся теории вероятностей и исчисления бесконечно малых, которые не были опубликованы, часть из них пропала.
Все время, начиная с детского увлечения геометрией, математикой и физикой, Паскаль был одержим наукой. Он утверждал, что в явлениях природы надо искать не нечто таинственное и чудесное, а простые и понятные разуму законы, поскольку в мире царят простые законы.
Параллельно с физикой Паскаль все глубже и глубже изучает труды и взгляды янсенистов, отличавшиеся от официального учения католической церкви. Согласно этому учению, в жизни человека существуют два основных препятствия на пути к Богу – стремление к земным похотям и забавам (удовольствиям) и стремление познать весь мир со всеми его тайнами (любопытство). Одно препятствие – телесное, другое – духовное. Паскаль неожиданно для себя осознает, что увлечение наукой может являться той самой духовной страстью, мешающей познать предельную основу, истину, каковой является Бог. Эта мысль приводит его в ужас и отчаяние. Мыслитель впадает в глубокий религиозный кризис.
Блез Паскаль, прекрасно знакомый как с теологией, так и с точными науками, пытается провести фундаментальное различие между двумя истинами: веры и научного познания. Он радикально выступает против стремления многих теологов своего времени поставить естествознание в зависимость от теологии, считая, что религия и наука – это два пути: первый основан на вере, подтверждаемой авторитетом Библии, второй – на разуме и критическом мышлении, подкрепленном опытом. Религия и наука, согласно Паскалю, должны дополнять друг друга и находиться в гармонии между собой.